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二维振荡水翼的水动力特性分析

王俊芳  
【摘要】:潮流能是一种清洁可再生新能源,其开发利用技术是通过潮流能转换装置获取水流动能,用以带动发电机发电振荡式水翼是潮流能转换装置的一种,该装置的核心部分为水翼,其水动力性能好坏直接影响能量利用率,因此,本文对该装置进行了二维数值模拟研究 本文对FLUENT及其数值计算方法理论进行了概述,包括有限体积法的基本思想和基于SIMPLE算法流场计算等,并对水翼水动力性能的升力阻力和涡流场的产生的原因进行了分析,为下面的数值计算分析研究奠定理论基础 本论文对FLUENT软件进行二次开发,采用其先进的动网格和滑移网格技术以及强大的后处理系统,详细计算了在初始攻角雷诺数,折合频率和振幅等不同参数对振荡水翼非定常水动力性能的影响,得出如下结论: 1振荡型水翼周期运动,水翼表面的高流速和低压使得产生涡,水翼上下表面负压力和涡的产生影响水翼的升阻力系数,不利于潮流能能量利用率的提 2水翼在初始攻角为10°,振动频率为0.5~1Hz,流速为1m/s~1.5m/s 和振动幅度为5°~10°情况时,其水动力性能最好,能量利用率较高 3水翼的尖端在高流速,大攻角和大振动幅度及高频率时,对来流比较敏感,容易造成能量损失 在本文研究对这些不同工况下其水翼的升阻力和流场等进行研究分析,寻找变化规律,为水翼的进步深入研究提供理论依据


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